有機(jī)多進(jìn)制電存儲(chǔ)的表界面工程

發(fā)布時(shí)間：2020-07-07 17:44

【摘要】：隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展,人類社會(huì)每天所產(chǎn)生的信息量正在呈爆炸式增長,現(xiàn)有的基于“0”,“1”的二進(jìn)制存儲(chǔ)技術(shù)根本無法滿足今后對于信息存儲(chǔ)的需求,因此突破二進(jìn)制實(shí)現(xiàn)多進(jìn)制信息存儲(chǔ)的需求愈發(fā)迫切。2010年我們課題組首次合成了具有三進(jìn)制存儲(chǔ)行為的有機(jī)小分子,由此開辟了多進(jìn)制電存儲(chǔ)的先河。此后,基于調(diào)控分子共軛結(jié)構(gòu),平面性,供受電子基團(tuán)等策略合成了一系列具有多進(jìn)制電存儲(chǔ)行為的有機(jī)分子,極大地促進(jìn)了有機(jī)電存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展。越來越多的材料被發(fā)現(xiàn)具有多進(jìn)制存儲(chǔ)行為,并且因此被考慮作為多進(jìn)制阻變式隨機(jī)存儲(chǔ)器(RRAM)的活性材料。但是,為了能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,阻變式隨機(jī)存儲(chǔ)器必須具有比較好的重現(xiàn)性,包括較高的多進(jìn)制產(chǎn)率以及較窄的開啟電壓分布范圍。然而目前絕大部分研究工作都沒有報(bào)道基于大量器件測試的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。本課題組近期的統(tǒng)計(jì)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,盡管分子結(jié)構(gòu)調(diào)控能夠?qū)崿F(xiàn)多進(jìn)制產(chǎn)率的提升和開啟電壓分布的優(yōu)化,但是有機(jī)電存儲(chǔ)器件的多進(jìn)制產(chǎn)率仍然普遍比較低(一般不超過50%)�；谶@樣的現(xiàn)狀,我們急需一種除分子設(shè)計(jì)以外的新策略來提高器件的重現(xiàn)性。在有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)和有機(jī)光伏(OPVs)領(lǐng)域,電極和有機(jī)層界面的表面能和功函的匹配與否是影響器件性能的關(guān)鍵因素。因此,對基底材料,尤其是對氧化銦錫(ITO)玻璃進(jìn)行表面修飾應(yīng)用十分廣泛。因此本論文考慮將表面修飾技術(shù)引入到有機(jī)電存儲(chǔ)領(lǐng)域,在有機(jī)分子實(shí)現(xiàn)多進(jìn)制存儲(chǔ)行為的基礎(chǔ)上,針對多進(jìn)制器件重現(xiàn)性有效器件比例低的難題,通過界面調(diào)控影響活性層材料的堆積,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對多進(jìn)制電存儲(chǔ)行為產(chǎn)率的提升。研究工作主要從以下幾個(gè)方面展開:(1)設(shè)計(jì)合成了一個(gè)方酸小分子制備有機(jī)電存儲(chǔ)器件,首次提出對ITO玻璃進(jìn)行膦酸表面修飾,探究修飾前后制備器件的性能變化。結(jié)果表明修飾后器件三進(jìn)制產(chǎn)率提高到82%,并且穩(wěn)定性也大大提高。(2)利用乙基三氯硅烷、丁基三氯硅烷、己基三氯硅烷和辛基三氯硅烷分別對ITO基底進(jìn)行修飾,并制備成電存儲(chǔ)器件。研究了陳化前后,不同修飾層對活性層表面形貌和結(jié)晶性的影響,也探究了不同長度烷基鏈的三氯硅烷修飾基底對器件性能的影響。結(jié)果表明,氯硅烷修飾能夠提升器件三進(jìn)制比例等性能。陳化會(huì)影響活性分子層表面形貌及晶型,而器件性能的變化與烷基鏈長度無關(guān)。(3)將導(dǎo)電聚合物PEDOT:PSS在不同轉(zhuǎn)速下旋涂成膜,得到不同厚度的修飾層,并制備成電存儲(chǔ)器件。測試結(jié)果表明,將PEDOT:PSS聚合物修飾層引入器件后,電存儲(chǔ)器件實(shí)現(xiàn)了較高產(chǎn)率的四進(jìn)制電存儲(chǔ)行為,修飾層厚度在100 nm(1000 rpm轉(zhuǎn)速條件下制備)的情況下制備的器件表現(xiàn)出最高的四進(jìn)制產(chǎn)率(41%)。這是通過表面修飾實(shí)現(xiàn)有機(jī)四進(jìn)制存儲(chǔ)的首次報(bào)道。
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP333
【圖文】：